活性肽 - 化合物
肽是兩個或兩個以上的氨基酸以肽鍵相連的化合物,在人體內(nèi)起重要生理作用。具有活性的多肽稱為活性肽,又稱生物活性肽或生物活性多肽。
概論
基本信息
活性肽是一千多種肽的總稱(如大豆肽,海參肽等是活性肽中的一種)。它在人的生長發(fā)育,新陳代謝,疾病以及衰老,死亡的過程中起著關(guān)鍵作用。活性肽是人體中最重要的活性物質(zhì)。正是因為它在體內(nèi)分泌量的增多或減少,才使人類有了幼年,童年,成年,老年直到死亡的周期。而注射活性肽便打破了生命的這一周期,從而達到延長生命,有效減緩衰老的神奇效果。
作用
活性肽主要控制人體的生長、發(fā)育、免疫調(diào)節(jié)和新陳代謝,它在人體處于一種平衡狀態(tài),若活性肽減少后,人體的機能發(fā)生重要變化,對于兒童來說,他的生長、發(fā)育變得緩慢,甚至停止,長久下去就形成了侏儒,對成年人或老年人,缺少活性肽后,自身的免疫力就會下降,新陳代謝紊亂,內(nèi)分泌失調(diào),引起各種疾病的產(chǎn)生,如失眠、身體消瘦或浮腫。由于活性肽還作用于神經(jīng)系統(tǒng),因此人體就會變得動作遲緩,頭腦不再聰慧,更主要的是活性肽減少,直接引起人身體各部位逐漸出現(xiàn)全面衰老,引發(fā)各種疾病。
提取方法
肽類的提取方法主要有兩種,一種是化學(xué)法提取,一種是物理法提取。二者各有利弊,“化學(xué)提取法”主要是“化學(xué)酶反應(yīng)提取法”。其反應(yīng)快,生產(chǎn)量大,但缺點是提取出來的肽類活性較低,該法是市面上肽類產(chǎn)品的主要來源;“物理提取法”主要指“介質(zhì)電容法活性肽提取技術(shù)”,其特點是反應(yīng)慢,生產(chǎn)量小,但是生產(chǎn)出來的肽類具有很高的活性。
生理功能
目前,它成為全世界研究的熱點、大量的國內(nèi)外研究結(jié)果表明:生物活性肽是涉及生物體內(nèi)多種細胞功能的生物活性物質(zhì),在生物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)幾百種,不同的生物肽具有不同的結(jié)構(gòu)和生理功能,如抗病毒、抗癌、抗血栓、抗高血壓、免疫調(diào)節(jié)、激素調(diào)節(jié)、抑菌、降膽固醇等作用。
主要應(yīng)用
功能性食品:具有一定功能的肽類食品,目前是國際上研究的熱點。日本、美國、歐洲已捷足先登,推出具有各種各樣功能的食品和食品添加劑,形成了一個具有極大商業(yè)前景的產(chǎn)業(yè)。
肽類試劑:純度非常高,主要應(yīng)用在科學(xué)試驗和生化檢測上,價格十分昂貴。
肽類藥物。
活性肽分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度不一,可從簡單的二肽到環(huán)形大分子多肽,而且這些多肽可通過磷酸化、糖基化或?;恍揎?。依據(jù)其功能,活性肽大致可分為生理活性肽、調(diào)味肽、抗氧化肽和營養(yǎng)肽等,但因一些肽具有多種生理活性,因此這種分類只是相對的。
生理肽
生理活性肽是溝通細胞間與器官間信息的重要化學(xué)信使,通過內(nèi)分泌等作用方式,使機體形成一個高度嚴密的控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)生長、發(fā)育、繁殖、代謝和行為等生命過程。這些多肽通稱為生理活性肽。
結(jié)合肽
多數(shù)礦物元素結(jié)合肽中心位置含有磷酸化的絲氨酸基團和谷氨酰殘基,與礦物元素結(jié)合的位點存在于這些氨基酸帶負電荷的側(cè)鏈一側(cè),其最明顯的特征是含有磷酸基團。與鈣結(jié)合需要含絲氨酸的磷酸基團以及谷氨酸的自由羧基基團,這種結(jié)合可增強礦物質(zhì)-肽復(fù)合物的可溶性。酪蛋白磷酸肽(簡稱CPP)是目前研究最多的礦物元素結(jié)合肽,它能與多種礦物元素結(jié)合形成可溶性的有機磷酸鹽,充當(dāng)許多礦物元素如Fe2+、Mn2+、Cu2+、Se2+,特別是Ca2+在體內(nèi)運輸?shù)妮d體,能夠促進小腸對Ca2+和其它礦物元素的吸收。
酪蛋白磷酸肽的分子內(nèi)具有絲氨酸磷酸化結(jié)構(gòu),對鈣的吸收作用顯著。它是應(yīng)用生物技術(shù)從牛奶蛋白中分離的天然生理活性肽,存在于牛乳干酪素中,有兩種物質(zhì)。由α-干酪素制成的α-酪蛋白磷酸肽是由37個不同氨基酸組成的磷肽,其中有與磷酸基相結(jié)合的絲氨酸7個,分子量為46000。由β-干酪素制成的β-酪蛋白磷酸肽,是由25個不同氨基酸組成的磷肽,其中有與磷酸基相結(jié)合的絲氨酸5個,分子量為3100。酪蛋白磷酸肽是一類含有25~37個氨基酸殘基的多肽,在pH7~8的條件下能有效地與鈣形成可溶性絡(luò)合物。
磷酸肽
日本、澳大利亞、德國等將其應(yīng)用于功能性食品中,如日本添加酪蛋白磷酸肽的補鈣、補鐵功能性食品,包括液體飲料、強化乳制品、餅干、糕點、糖果等。我國已于1994年由廣州市輕工研究所獨家實現(xiàn)了酪蛋白磷酸肽的規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn),酪蛋白磷酸肽作為第一種用于食品中的礦物元素結(jié)合肽,日益受到人們的重視。
相關(guān)試劑
谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸通過肽鍵縮合而成的三肽化合物,廣泛存在于動物肝臟、血液、酵母和小麥胚芽中,各種蔬菜等植物組織中也有少量分布。谷胱甘肽具有獨特的生理功能,被稱為長壽因子和抗衰老因子。日本在20世紀50年代開始研制并應(yīng)用于食品,現(xiàn)已在食品加工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。我國對谷胱甘肽的研究還處于起步階段。谷胱甘肽的生產(chǎn)方法主要有溶劑萃取法、化學(xué)合成法、微生物發(fā)酵法和酶合成法等4種,其中利用微生物細胞或酶生物合成谷胱甘肽極具發(fā)展?jié)摿?,目前主要以酵母發(fā)酵法生產(chǎn)谷胱甘肽。
抗菌肽
又稱抗菌活性肽,它通常與抗生素肽和抗病毒肽聯(lián)系在一起,包括環(huán)形肽、糖肽和脂肽,如短桿菌肽、桿菌肽、多粘菌素、乳酸殺菌素、枯草菌素和乳酸鏈球菌肽等??咕臒岱€(wěn)定性較好,具有很強的抑菌效果。
除微生物、動植物可產(chǎn)生內(nèi)源抗菌肽外,食物蛋白經(jīng)酶解也可得到有效的抗菌肽,如從乳鐵蛋白中獲得的抗菌肽。乳鐵蛋白是一種結(jié)合鐵的糖蛋白,作為一種原型蛋白,被認為是宿主抗細菌感染的一種很重要的防衛(wèi)機制。研究人員利用胃蛋白酶分裂乳鐵蛋白,提純出了三種抗菌肽,它們可作用于大腸桿菌,均呈陽離子形式。這些生物活性肽接觸病原菌后30min見效,是良好的抗生素替代品。
分類
活性肽的分類可按原料來源和保健功能來劃分。
乳肽主要由動物乳中酪蛋白與乳清蛋白酶解制得,比原蛋白更易溶解于水和被人體消化吸收,且耐酸、耐熱、滲透壓低,是活性肽中需求量最大、應(yīng)用最廣的保健食品素材。
大豆肽由大豆蛋白酶解制得。具有低抗原性、抑制膽固醇、促進脂質(zhì)代謝及發(fā)酵等功能。用于食品能快速補充蛋白質(zhì)源,消除疲勞以及作為雙歧桿菌增殖因子。
玉米肽由玉米蛋白酶解制得。具有抗疲勞,改善肝、腎、腸胃疾病患者營養(yǎng)的功能,并可促進酒精代謝,用做醒酒食品。
豌豆肽酶解豌豆蛋白制得。口味溫和、價廉,可用于嬰兒配方乳粉。
卵白肽酶解卵蛋白制得。具有易消化吸收、低抗原、耐熱等特點,可用于流動食品、營養(yǎng)食品或糕點中。
畜產(chǎn)肽由牲畜肌肉、內(nèi)臟、血液中的蛋白經(jīng)酶解而制得,如脫脂牛肉酶解制得牛肉肽,含較高支鏈氨基酸和肉毒堿,是低熱量蛋白質(zhì)補充劑;新鮮豬肝經(jīng)酶解、脫色、脫臭、超濾精制得肝肽,可作促鐵吸收劑,用于嬰兒食品、飲料、糕點等;豬血經(jīng)酶解制得血球蛋白肽,可用于各類食品。
水產(chǎn)肽各種魚肉蛋白酶解制得的肽,如沙丁魚肽,是血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制肽,不含苦味,可用于制作防治高血壓的保健食品或制劑。
絲蛋白肽蠶繭絲蛋白經(jīng)酶解制得的低肽,具有促進酒精代謝、降低膽固醇、預(yù)防癡呆等多種功能,可用于醒酒食品和特種保健食品。
復(fù)合肽動植物、水產(chǎn)、畜產(chǎn)等多種蛋白質(zhì)混合物經(jīng)酶解制得的復(fù)合肽,具有改善脂質(zhì)代謝功能,可用于各類保健食品。
按活性肽保健功能分類有易消化吸收肽:主要是二肽、三肽等低肽,比氨基酸消化吸收快,吸收率高,并具有低抗原性、低滲透壓,不會引起過敏、腹瀉等不良反應(yīng),適用于胃功能低下、消化道疾病患者術(shù)后恢復(fù)、耐久力運動員、嬰幼兒及老人的滋補食品。
抗菌肽又稱抗微生物肽,廣泛分布于自然界,在原核生物和真核生物中都存在。如植物、微生物、昆蟲和脊椎動物在微生物感染時迅速合成而得,也可采用基因克隆技術(shù)生產(chǎn),如乳鏈菌肽(Nisin)即具有很強殺菌作用??咕闹饕糜谑称贩栏ur。
嗎啡片肽源于動物乳中酪蛋白、乳清蛋白、乳球蛋白分離和血紅蛋白、植物蛋白酶解而得,是最早的食品蛋白肽,具有鎮(zhèn)痛、調(diào)節(jié)人體情緒、呼吸、脈搏、體溫、消化系統(tǒng)及內(nèi)分泌等功能。
類嗎啡拮抗肽用牛乳K-酪蛋白經(jīng)胰蛋白酶作用分離而得,與類嗎啡肽相拮抗,具有抑制血管緊張素轉(zhuǎn)換酶與平滑肌收縮活性等功用。
血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制肽(簡稱ACEI肽)從天然蛇毒中分離和細菌膠原酶降解膠原蛋白或牛乳酪蛋白、大豆、玉米、沙丁魚、磷蝦蛋白等酶解而制得的ACEI肽,是血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑,具有降血壓的顯著功效。其低肽易消化吸收,具有促進細胞增殖、提高毛細血管通透性等作用,可用做降壓功能食品基料。
抑制膽固醇作用肽大豆等植物蛋白經(jīng)胃蛋白酶或胰酶作用而制得,具有高疏水性,能刺激甲狀腺素的分泌,促進膽固醇的膽汁酸化,增加膽固醇排泄,用于降膽固醇的保健食品。
促進礦物質(zhì)吸收肽主要是動物乳中酪蛋白經(jīng)胰蛋白酶作用后制得的酪蛋白磷酸肽(CPP),具有促進鈣、鐵吸收的功能,可用于幼兒、老年食品和耐乳糖過敏的酸奶等產(chǎn)品。
機體防御功能肽如谷胱甘肽(GSH),系用微生物細胞或酶生物合成,也可用大腸桿菌重組生產(chǎn),具有多種重要生理功能。
苦味肽是蛋白質(zhì)酶解液中的苦味物質(zhì),由某些疏水基因和疏水性氨基酸構(gòu)成,可用活性炭吸附或用某些端肽酶、乳酸菌、釀酒酵母等微生物進一步水解,脫除或減輕苦味后,其必需氨基酸含量比酶解液中更高,營養(yǎng)價值更大,可用做食品營養(yǎng)強化劑。
肝性腦病防治肽如F值寡肽,系由動物或植物蛋白酶解制得,用于防治肝性腦病藥品和護肝保健食品或抗疲勞食品。
研究簡介
乳肽國際上在乳肽食品的開發(fā)研究和生產(chǎn)方面以日本森永乳業(yè)公司為代表。早在20世紀50年代,該公司即以乳酪蛋白酶解制取了第一代的酪蛋白肽和氨基酸混合物,含5~8個氨基酸組成的肽和70%以上的游離氨基酸,用于低抗原性防過敏牛奶粉,在市場上行銷40多年;60~70年代,開發(fā)出第二代的高度水解乳清蛋白肽混合物,含10~12個氨基酸組成的肽和40%~60%的游離氨基酸。以上兩代產(chǎn)品的游離氨基酸含量過高,影響了產(chǎn)品的風(fēng)味和生物效價;90年代,推出了低度水解乳清蛋白肽混合物,含10~15個氨基酸組成的肽和20%以下的游離氨基酸,產(chǎn)品風(fēng)味明顯改善,生物效價提高。
1992年,Haque.Z.U和Mozffar.Z研究了胰蛋白酶、凝乳蛋白酶等酶的固定化反應(yīng)器制取乳肽的工藝,可以通過調(diào)節(jié)流速來控制反應(yīng)程度,并通過重復(fù)使用酶來降低成本。1989年,Maubois.J.D.和Ieonil.j.研究了帶超濾膜的酶反應(yīng)器,在反應(yīng)器內(nèi)加入鈣和磷酸根離子,用于制備酪蛋白磷酸肽和去磷酸化酪蛋白多肽。
顯著功效
小肽在生物體內(nèi)作為載體和運輸工具,將人們平常所食的營養(yǎng)輸送到人體各個部位,充分發(fā)揮其功能;小肽在生物體內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì),傳遞信息;小肽具有極強的活性和多樣性,可全面調(diào)節(jié)人體生理功能,增強人體生理活性;肽不僅能提供人體生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì),而且具有特殊的生物學(xué)功能,可防治血栓、高血脂、高血壓,延緩衰老,抗疲勞,提高機體免疫力,促進人體對蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸、鈣、鐵、鋅、硒、鎂、銅等多種對人體有益微量元素的吸收;有些小肽具有原食品蛋白質(zhì)或其他組成氨基酸所沒有的重要的生理機能。
生物活性肽中有些分子量較小的小肽,與氨基酸運輸功能相比,生物活性肽中的小肽具有吸收快速、低耗和不飽和的特點??茖W(xué)界和醫(yī)學(xué)界可利用其特點為一些特殊狀況下的人群補充營養(yǎng),如術(shù)后傷口愈合期、康復(fù)期、身體復(fù)原期;精神壓力大,過度勞累,食欲不振;食物中化學(xué)物質(zhì)、重金屬、輻射儲存、殘留農(nóng)藥,長服化學(xué)藥物、中藥余毒,消化系統(tǒng)損害引起的腸胃功能失調(diào)者;運動量大、體力勞動強度大須及時補充氮源,又不能增加腸胃功能負擔(dān)者;消化系統(tǒng)因疾患障礙不能進食者;消化器官未發(fā)育成熟的嬰幼兒,消化吸收功能開始衰退的老人。
生物活性肽中的小肽對人體中的乳酸菌、雙岐桿菌和酵母菌等多種有益維生物的生長有顯著促進作用,這對食物營養(yǎng)的消化吸收具有重要意義。
